應(yīng)用于上海硬X射線自由電子激光裝置中的高功率輸入耦合器樣機(jī)

3月18日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院研制的首批兩套1.3GHz高功率輸入耦合器樣機(jī)通過了由中國科學(xué)院上海高等研究院組織的專家驗收，并正式交付。目前空天院已成為國內(nèi)首個全面掌握1.3GHz耦合器的制造加工工藝、潔凈清洗及裝配、烘烤和高功率測試?yán)蠠挼膯挝弧?/p>

硬X射線自由電子激光裝置

上海硬X射線自由電子激光裝置（SHINE）是中國迄今為止投資最大、建設(shè)周期最長的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目。工程任務(wù)是建設(shè)一臺能量8GeV的超導(dǎo)直線加速器、3條波蕩器線、3條光束線以及首批10個實驗站。

硬X射線自由電子激光裝置總長約3.1公里，工程任務(wù)是建設(shè)一臺能量8GeV的超導(dǎo)直線加速器、3條波蕩器線、3條光束線以及首批10個實驗站。裝置建設(shè)內(nèi)容包括：注入器、主加速器、FEL放大器（波蕩器線）、光速線和實驗站，還有包括束流診斷、控制、激光、同步、數(shù)據(jù)采集與處理等在內(nèi)的公共子系統(tǒng)，以及低溫、公用設(shè)施等配套系統(tǒng)和設(shè)施。

硬X射線自由電子激光裝置的建設(shè)選址張江科學(xué)城內(nèi)，項目總投資近百億，是上海建設(shè)具有全球影響力的科創(chuàng)中心以及張江綜合性國家科學(xué)中心的核心創(chuàng)新項目。該裝置建成后，將成為世界上最高效和最先進(jìn)的自由電子激光用戶裝置之一，為物理、化學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等多學(xué)科提供高分辨成像、超快過程探索、先進(jìn)結(jié)構(gòu)解析等尖端研究手段，形成獨具特色、多學(xué)科交叉的先進(jìn)科學(xué)研究平臺。

高功率輸入耦合器樣機(jī)

建成后將成為世界上最高效和最先進(jìn)的自由電子激光用戶裝置之一，可為多學(xué)科提供高分辨成像、超快過程探索、先進(jìn)結(jié)構(gòu)解析等尖端研究手段。其中，1.3GHz高功率輸入耦合器是超導(dǎo)直線加速器低溫加速模組中極為關(guān)鍵的部件之一，為超導(dǎo)腔持續(xù)饋入微波功率，提供能量給束流。耦合器的性能優(yōu)劣決定了直線加速器能否長期穩(wěn)定可靠地運行。

空天院（原中科院電子學(xué)研究所）于2018年9月受上海高研院委托，開始了1.3GHz耦合器的國內(nèi)自主研制工作。項目組依托微波電真空器件相關(guān)工藝技術(shù)，根據(jù)耦合器的技術(shù)指標(biāo)及工藝要求，組織技術(shù)攻關(guān)，先后突破了多項關(guān)鍵工藝，全面掌握了耦合器研制的工藝流程。

耦合器樣機(jī)的潔凈裝配

同時，項目組根據(jù)耦合器的潔凈要求完成了配套的十級潔凈間的建設(shè)，并根據(jù)耦合器的測試?yán)蠠捯蟠罱?.3GHz耦合器高功率測試?yán)蠠捪到y(tǒng)平臺。

2019年10月，1.3GHz高功率輸入耦合器樣機(jī)完成了脈沖28kW、連續(xù)波行波14kW（6小時）、連續(xù)波駐波7kW（12小時）的高功率測試?yán)蠠?。該批耦合器樣機(jī)后續(xù)將完成該加速器低溫模組中的安裝調(diào)試，并作進(jìn)一步系統(tǒng)性驗證試驗。下一步，空天院將繼續(xù)完成好第二批耦合器樣機(jī)的交付工作。

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